JP2593997B2 - エルビウムをドープした光ファイバを用いた光増幅器 - Google Patents

エルビウムをドープした光ファイバを用いた光増幅器

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に光ファイバ通信シ
ステムに使用されるエルビウムをドープした光ファイバ
を用いた光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる増幅器の特徴は、約１〜１００ｍ
Ｗの小さい光ポンピング電力の場合にも、１. ５μｍ〜
１. ６μｍのスペクトル領域の信号を簡単に通過させる
ことによって高い利得を与えることである。
【０００３】ファイバ内の増幅プロセスの安定性は特
に、光ポンピングのモード分配雑音（ｂｒｕｉｔ ｍｏ
ｄａｕｘ）に関係がある。従って、光ポンピングと増幅
すべき信号とがモノモードであるような基本的スキーム
に従って増幅器が動作し、増幅ファイバのモードの遮断
波長ＬＰ１１がポンピングの波長を下回る値であるのが
好ましい。このため、ポンピングの波長は、０. ９８±
０. ０４μｍ及び１. ４８±０. ０４μｍの２つのスペ
クトル領域に制限される。
【０００４】エルビウムをドープした光ファイバを用い
た光増幅器は特に、以下の文献に記載されている： （１） Ｒ. Ｊ. ＬＡＭＩＮＧ、Ｄ. Ｎ. ＰＡＹＮＥ、
Ｆ. ＭＥＬＩ、Ｇ. ＧＲＡＳＳＯ、Ｅ. Ｊ. ＴＡＲＢＯ
Ｘ、“Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｎＯｐｔ
ｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（光増幅器及びその応用に
関する技術的ダイジェスト）”、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏ
ｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ、Ｗａｓｈｉｎｇｔ
ｏｎ、Ｄ. Ｃ. 、１９９０、Ｐａｐｅｒ ＭＢ３； （２） Ｊ. Ｆ. ＭＡＲＣＥＲＯＵ、Ｈ. ＦＥＶＲＩＥ
Ｒ、Ｊ. ＡＵＧＥ、Ｃ.ＣＬＥＲＧＥＡＵＤ、Ｓ. ＬＡ
ＮＤＡＩＳ、Ａ. Ｍ. ＢＲＩＡＮＣＯＮ、Ｂ. ＪＡＣＱ
ＵＩＥＲ、“Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｎ
ＯｐｔｉｃａｌＡｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ ｔｈ
ｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（光増幅器及びその
応用に関する技術的ダイジェスト）”、Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ、Ｗａｓｈｉ
ｎｇｔｏｎ Ｄ. Ｃ. 、１９９０、Ｐａｐｅｒ ＭＤ
７； （３） Ｗ. Ｉ. ＷＡＹ、Ａ. Ｃ. ＶＯＮ ＬＥＨＭＡ
Ｎ、Ｍ. Ｊ. ＡＮＤＲＥＳＣＯ、Ｍ. Ａ. ＳＡＩＦＩ、
Ｃ. ＬＩＮ、“Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏ
ｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ａｎｄ
ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（光増幅器及び
その応用に関する技術的ダイジェスト）”、Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ、Ｗａｓ
ｈｉｎｇｔｏｎ、Ｄ. Ｃ. 、１９９０、Ｐａｐｅｒ Ｔ
Ｕ Ｂ３。
【０００５】文献（１）及び（２）によれば、８０％を
上回る量子効率を得ることができ、前記スペクトル領域
のいずれか一方をポンピング波長として使用し得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、出力信
号パワーから入力信号パワーを減算した値とポンピング
電力との比として定義される増幅器の効率を考察する
と、全く違った結果が観察される。即ち、約０. ９８μ
ｍでポンピングするときの増幅効率は約５０％であり、
約１. ４８μｍでポンピングするときの増幅効率は約８
０％である。これらの値は、ポンピング波長における光
子のエネルギと信号の波長における光子のエネルギとの
比に起因する。従って、エルビウムをドープした光ファ
イバを有する増幅器を用いる場合、ポンピング電力が所
与の値のときには、０. ９８μｍでポンピングするより
も１. ４８μｍでポンピングするほうが多量のエネルギ
を抽出できることが理解されよう。
【０００７】ところが、前出の文献（２）及び（３）に
よれば、光増幅器によって与えられるノイズは、１. ４
８μｍでポンピングするよりも０. ９８μｍでポンピン
グするほうが小さい。アナログ信号増幅のようないくつ
かの用途ではノイズは極めて重要なパラメータである。
【０００８】本発明の目的は、出力電力をできるだけ大
きくし且つノイズをできるだけ小さくすることが可能な
エルビウムをドープした光ファイバを用いた増幅器を提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光ポン
ピング手段を含み、特に１. ５μｍ〜１. ６μｍのスペ
クトル領域の信号を増幅するために使用される光増幅器
であって、前記光ポンピング手段が、０. ９８±０. ０
４μｍのスペクトル領域に含まれる少なくとも１つの波
長で送出する少なくとも１つの第１ソースと、１. ４８
±０. ０４μｍのスペクトル領域に含まれる少なくとも
１つの波長で送出する少なくとも１つの第２ソースとを
含み、エルビウムをドープした光ファイバのコアのガラ
ス質マトリックスがゲルマニウム及びアルミニウムを含
有することを特徴とするエルビウムをドープした光ファ
イバを用いた光増幅器を提供することである。
【００１０】第１の実施態様によれば、前記第１及び第
２のソースは、ファイバを有するマルチプレクサを介し
て前記増幅器の入力及び出力に夫々接続され、対応する
ポンピングエネルギは、前記エルビウムをドープした光
ファイバの内部で互いに反対の方向に伝播される。
【００１１】別の実施態様によれば、前記第１及び第２
のソースは、ファイバを有するマルチプレクサを介して
前記増幅器の出力及び入力に夫々接続され、対応するポ
ンピングエネルギは、前記エルビウムをドープした光フ
ァイバの内部で互いに反対の方向に伝播される。
【００１２】別の実施態様によれば、前記光ポンピング
手段が、マルチプレクサによって前記増幅器の入力に接
続された第１及び第２のソースを含む。
【００１３】前記増幅器は更に、マルチプレクサによっ
て前記増幅器の出力に接続された第１及び第２のソース
を含む。
【００１４】意外にも、本発明の増幅器の構成にかかわ
りなく、１. ５μｍ〜１. ６μｍのスペクトル領域の信
号を用いると、出力電力とノイズとの極めて有利な折り
合いが得られることが知見された。
【００１５】
【実施例】添付図面に示す非限定実施例に基づく以下の
詳細な記載より本発明の別の特徴及び利点が明らかに理
解されよう。
【００１６】図１から図３は、エルビウムをドープした
光ファイバを用いた光増幅器１の概略図である。該増幅
器は入力２及び出力３を有する。Ｓｉｎは１. ５３２μ
ｍの入力信号であり、Ｓｏｕｔは出力信号である。光ポ
ンピングソースは、約０. ９８μｍ（ｐ１）及び約１.
４８μｍ（ｐ２）で送出するレーザダイオードである。
【００１７】エルビウムをドープした光ファイバは以下
の特性、即ち、 −Ａｌ2 Ｏ3 、ＧｅＯ2 をドープし更にエルビウムをド
ープしたシリカベースのコアを有するガラス質マトリッ
クスから成る、 −コア半径が１. ３４μｍである、 −シースとコアとの屈折率差Δｎ＝２８. ５×１０-3で
ある −最大出力パワーに対応する長さを有する、などの特性
を有する。
【００１８】図１の構成においては、マルチプレクサ４
及び５を夫々介して入力２及び出力３の処でドープファ
イバにエネルギソースｐ１及びエネルギソースｐ２が夫
々導入されている。
【００１９】図２の構成では、ソースｐ１及びソースｐ
２の配置が図１の構成の配置の逆になっている。
【００２０】図３の構成では、２つのソースｐ１及びｐ
２が、マルチプレクサ４、６及び５、７を夫々介して増
幅器１の入力と出力とに接続されている。
【００２１】図４は、エルビウムをドープした光ファイ
バを用いた３つの増幅器の利得Ｇ（ｄＢ）の変化を、約
１ｍＷ前後の電力を有する入力信号Ｓｉｎ（強い信号）
の関数として示すグラフである。信号ＳｉｎをｄＢｍで
示しており、点０は１ｍＷに対応する。
【００２２】グラフＡは、１. ４８μｍで１５ｍＷのポ
ンピング電力を送出するレーザダイオードを用いた従来
技術の増幅器に対応する。
【００２３】グラフＢは、０. ９８μｍで１５ｍＷのポ
ンピング電力を送出するレーザダイオードを用いた従来
技術の増幅器に対応する。
【００２４】グラフＣは、０. ９８μｍで７. ５ｍＷを
送出するダイオードｐ１と、１. ４８μｍで７. ５ｍＷ
を送出するダイオードｐ２を用いた本発明の増幅器（図
１の構成）に対応する。
【００２５】図５の曲線Ａ’、Ｂ’及びＣ’は、上記の
３つの増幅器の雑音指数レベルＮＦ（ｄＢ）を示す。
【００２６】これらの結果は、本発明の増幅器の雑音指
数が、１. ４８μｍでポンピングされる増幅器よりも顕
著に低い値であり、０. ９８μｍでポンピングされる増
幅器とほぼ同等の値であることを示す。逆に、本発明の
増幅器の利得は、０. ９８μｍでポンピングされる増幅
器の利得をはるかに上回る値である。
【００２７】勿論、本発明は記載の実施例に限定されな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光増幅器の１つの実施例をポンピング
ソースと共に示す概略図である。
【図２】本発明の光増幅器の１つの実施例をポンピング
ソースと共に示す概略図である。
【図３】本発明の光増幅器の１つの実施例をポンピング
ソースと共に示す概略図である。
【図４】本発明の増幅器及び従来技術の２つの増幅器利
得Ｇ（ｄＢ）の変化を入力信号Ｓｉｎの関数として示す
グラフである。
【図５】本発明の増幅器及び従来技術の２つの増幅器の
雑音指数ＮＦ（ｄＢ）の変化を入力信号Ｓｉｎの関数と
して示すグラフである。
【符号の説明】
１ 増幅器 ２ 入力 ３ 出力 ４、５、６、７ マルチプレクサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エルベ・フエブリエ フランス国、91300・マシー、ブルバー ル・ドユ・プルミエ・メ、11 (72)発明者 ジヤン−フランソワ・マルスルー フランス国、91080・クールクロンヌ、 スクワール・ドウ・ラ・ブラーブ・マル ゴ、３ (56)参考文献 特開 平４−93091（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−251828（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−250429（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−184386（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−145881（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−40225（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ポンピング手段を含んでおり、特に
    １. ５μｍ〜１. ６μｍのスペクトル領域の信号を増幅
    するために使用される光増幅器であって、前記光ポンピ
    ング手段が、０. ９８±０. ０４μｍのスペクトル領域
    に含まれる少なくとも１つの波長で送出する少なくとも
    １つの第１ソースと、１. ４８±０. ０４μｍのスペク
    トル領域に含まれる少なくとも１つの波長で送出する少
    なくとも１つの第２ソースとを含み、エルビウムをドー
    プした光ファイバのコアのガラス質マトリックスがゲル
    マニウム及びアルミニウムを含有することを特徴とする
    エルビウムをドープした光ファイバを用いた光増幅器。
  2. 【請求項２】 前記第１及び第２のソースが、ファイバ
    を有するマルチプレクサを介して前記増幅器の入力及び
    出力に夫々接続され、対応するポンピングエネルギが、
    前記エルビウムをドープした光ファイバの内部で互いに
    反対の方向に伝播されることを特徴とする請求項１に記
    載の光増幅器。
  3. 【請求項３】 前記第１及び第２のソースが、ファイバ
    を有するマルチプレクサを介して前記増幅器の出力及び
    入力に夫々接続され、対応するポンピングエネルギが、
    前記エルビウムをドープした光ファイバの内部で互いに
    反対の方向に伝播されることを特徴とする請求項１に記
    載の光増幅器。
  4. 【請求項４】 前記光ポンピング手段が、マルチプレク
    サによって前記増幅器の入力に接続された第１及び第２
    のソースを含むことを特徴とする請求項１に記載の光増
    幅器。
  5. 【請求項５】 前記光ポンピング手段が更に、マルチプ
    レクサによって前記増幅器の出力に接続された第１及び
    第２のソースを含むことを特徴とする請求項４に記載の
    光増幅器。
JP4087344A 1991-04-08 1992-04-08 エルビウムをドープした光ファイバを用いた光増幅器 Expired - Lifetime JP2593997B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9104252A FR2674965B1 (fr) 1991-04-08 1991-04-08 Amplificateur optique a fibre optique dopee a l'erbium.
FR9104252 1991-04-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05121818A JPH05121818A (ja) 1993-05-18
JP2593997B2 true JP2593997B2 (ja) 1997-03-26

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JP (1) JP2593997B2 (ja)
CA (1) CA2065508C (ja)
DE (1) DE69200402T2 (ja)
ES (1) ES2059194T3 (ja)
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CA2065508A1 (fr) 1992-10-09
DE69200402D1 (de) 1994-10-20
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